历史上的中国物理研究论文

中国古代文明中的物理之光

“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.

其实“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了,但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多.它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理。

中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解,他们认为对自然规律的认识,对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则；后来有人把这个观点概括为“天人合一”.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.

2.原子，分子和光学物理--研究原子尺寸或几个原子结构范围内，物质-物质和光-物质的相互作用。这三个领域是密切相关的。因为它们使用类似的方法和有关的能量标度。

它们都包括经典和量子的处理方法;从微观的角度处理问题。原子物理处理原子的壳层，集中在原子和离子的量子控制;冷却和诱捕;低温碰撞动力学;准确测量基本常数;电子在结构动力学方面的集体效应。

原子物理受核的影晌。但如核分裂，核合成等核内部现象则属高能物理。 分子物理集中在多原子结构以及它们，内外部和物质及光的相互作用，这里的光学物理只研究光的基本特性及光与物质在微观领域的相互作用。

3.高能/粒子物理--粒子物理研究物质和能量的基本组元及它们间的相互作用;也可称为高能物理。因为许多基本粒子在自然界不存在，只在粒子加速器中与其它粒子高能碰撞下才出现。

据基本粒子的相互作用标准模型描述，有12种已知物质的基本粒子模型(夸克和轻粒子)。它们通过强，弱和电磁基本力相互作用。标准模型还预言一种希格斯-波色粒子存在。

探索世界的本原--中国古代的元气论(物理)《考工记》古代物理学技术著作(物理)中国古代早期的磁学知识应用

中国古代文明中的物理之光“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.其实“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了,但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多.它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理.中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解,他们认为对自然规律的认识,对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则；后来有人把这个观点概括为“天人合一”.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.例如,孔子在《大学》中把人的教育过程描述为:一个人首先要尽力探求世界万物的道理,深入理解得到的各种知识,才会有崇高的理想和坚定的信念,才能修养好个人高尚的品德；每个人有了好的品德,才能处理好家族、社会与国家的关系,达到天下太平.生活在公元前4世纪的屈原,在他著名的《天问》一诗中就曾一连向大自然提出了172个问题,表现了中国古代先贤追求真理的精神.中国古代学者对物理现象和规律的重视和探究不仅深刻地影响着人们的价值观,促进了中国社会经济和科学文化的发展,还导致一系列的技术发明.例如中国在很早的时期就建立了先进的天象综合观测技术,创建了一批珍贵的记录,包括用甲骨文记录的、世界最早的超新星爆发事件.通过长期的观测与实践,中国创造了与农业生产相结合的农历,促进了农业经济的发展,并延用至今.又如声学上,在乐器制作、声音传播规律的掌握以及具备完美听觉的音乐殿堂的建造上都取得了突出的成就.1978年在湖北随县出土了公元前500年制造的曾侯乙编钟,共8组合计65件.现代中国物理工作者通过研究,发现它所包含的物理内容令人惊叹!由青铜铸成的编钟,钟形是扁瓦形的而不是圆的,每个钟具有双音性质,各自可以发频率相差大三度或小三度的两个音.整个编钟的音域共5个八度,中音区12个半音俱全,音高几乎与现代乐器的音高一致.编钟的延音短,能够演奏旋律快的音乐,钟上突起的钟枚起到滤波的作用,使音质更为优美,无论是中国民族音乐还是西方的交响乐曲都能演奏.声学分析表明,编钟正着敲时钟体振动波谱的最大振幅正好在正中,而波节则在离正中侧敲点处；编钟侧敲时振动波谱的最大振幅正好在侧边,而波节则正好在正敲点处,因此两种声音互不干扰.扁形的钟体刚性比圆形的要高得多,因此振幅衰减得快,从而延音短能够演奏旋律快的乐曲.2000年9月在巴黎中国文化周上演出的古代编钟乐舞,曾引起欧洲观众的广泛赞扬.编钟在法国巴黎舞台上演奏时,除了中国古代乐曲外,还演奏了一段第9交响曲.其他如力学方面我国在杠杆原理、静力平衡原理以及在能够演奏旋律快的音乐秤量工具和建筑结构等方面也很早就有很多建树；光学方面,在墨子的《墨经》中对几何光学的现象已有相当完整的表述,当时已发现小孔成像技术,发展了金属放大镜技术等.历史上,中华民族以高度的智慧和能力通过各种各样的发明创造,为人类文明的发展作出了伟大的贡献.在16世纪之前的相当长的一个时期中,中国科技领先世界,其中对物理现象及其规律的研究和应用起了十分重要的作用.无庸讳言,中国的物理尽管在当时是先进的,但与近代的物理相比,却有着质的差距：还没有在系统实验的基础上,通过“由此及彼”、“由表及里”、“去粗取精”、“去伪存真”的过程上升到系统的、科学的理性认识；还不能定量地表达客观世界的普遍规律,进而精确预言客观物体未来的状态.中国近代物理学的历程中国近代物理学的发展不如西方,一方面因为长期的封建统治不利于“求真唯实”的近代科学的萌发,“闭关锁国”又阻止了西方近代科学的传入;另一方面也因为我国的传统文化比较讲究实用,缺乏科学探索和建立理性思维体系的动力.令人遗憾的是,近代科学并没有起源于先前经济科技发达的中国,中国近代物理学的起步比西方晚了200多年.其中深刻的原因十分复杂,需要历史学家从各个角度仔细研究才搞得清楚.一方面可能在长期封建统治下的伦理道德与文化观念,包括“君君、臣臣、父父、子子”,“唯君是从”,“唯古是尊”等等,不利于讲究“求真唯实”的近代科学的萌发；加上清代“闭关锁国”的政策又阻止了西方近代科学的传入.另一方面我国的传统文化比较讲究实用,缺乏科学探索和建立理性思维体系的动力也可能是其中的原因之一.我们往往讲“学以致用”讲得很多,而对“学以致知”讲得不够.这样的文化可以有利于技术研究的开展,却不足以推动科学探索的发展.结果我国不乏优秀的技术发明,但往往止步于其应用上的成就而很少形成系统的科学理论.尽管科学研究与技术研究在形式和方法上并没有什么不同,但技术研究的动机全在于应用,而基础科学则代表着一种探索,其目标在于揭示和认识客观世界的基本规律；它的动机是求知、求真,对客观真理的追求.“落后就要挨打”,中国科技大幅度地落后,形成了前所未有的被动挨打的局面.1840年的鸦片战争和后来1894年中日甲午海战中国都以惨败告终.这些惨痛教训,激励国人“兴学救国”,开始以译书、建学、派遣留学生等方式向西方学习现代科学技术.我国正式用物理学作为Physic的学名也是于1900年从日文翻译的“物理学”出版开始的.然而那时的学习还只停留于“西学为用”的层面上,没有深入到学习先进的科学与人文精神与先进的文化观念中去.1919年的“五四”运动高举“科学、民主”的大旗,才真正开始发展中国的近代物理和近代科学,成为中国人民摒弃陈腐思想、制度,争取民族独立解放,建立新中国的重要组成部份.当时许多人在西方留学完成学业之后,立即返回苦难深重的祖国,发展教育,培养青年人才,并逐步开展中国物理学的研究.1919年我国首次在北京大学设立“物理学系”,开设完整的本科课程和实验.之后清华、南京、东南、中央等大学先后建立物理教育中心.1930年前后,全国有20多所高等院校设物理系.其中北大、清华、浙大、中大、燕京等若干大学等已开展物理学研究.1928-1929年间,中央研究院物理研究所也先后于上海和北京成立.1930年左右,全国的物理学工作者发展到三百人左右.中国物理学界还积极地与西方物理学界建立了广泛联系.著名物理学家爱因斯坦在1922年底、1932年初两度来上海访问,朗之万、狄拉克、玻尔等著名科学家也先后来华访问.1931年保尔・朗之万在北京建议中国物理学工作者联合起来成立中国物理学会并参加国际纯粹与应用物理学会联合会IUPAP.正是在这样的背景下,在日军侵华前夕,中国物理学会于1932年8月23日在清华大学正式成立.中国物理学会成立之后,即为发展中国的物理学努力奋斗,学会坚持不渝地每年举行一次年会,坚持出版物理学报,论文用英、法、德三种文字发表,附以中文摘要,做了大量的工作.1937年7月7日日寇在卢沟桥发起侵华战争.八年抗战中,各地区的教育和研究机构被迫西迁到四川、云南、广西、贵州、陕西等地区,在极端艰难困苦的条件下,坚持物理教学和研究,从未停息.在海外从事前沿研究的爱国学者也不断回国工作,竭尽全力使中国物理教育达到先进水平.周培源关于湍流模式理论的奠基性工作、王淦昌提出的中微子探测方法、吴大猷的《多原子分子结构和振动光谱》专著、王竹溪和汤佩松关于植物细胞水势的研究等,都是当时具有国际影响的成果.西南联大等校还培养出以杨振宁、李政道、黄昆等为杰出代表的一批优秀学者.抗战期间中国物理学会坚持开了六次年会,出版了六期学报.1942年还开报告会纪念牛顿诞生300周年.这些努力为近代物理学在中国的发展培养了人才,奠定了基础,先辈们艰苦创业的精神令人钦佩.新中国成立之后,我国物理学家在党和政府的领导下,建立起完整的物理学教育和研究体系,在数十所大学设立物理系,物理学教育的规模和质量空前提高,各大学物理系每年招生的数目,远远超过解放前各大学物理系所有在校学生的总和；还建立了几十个与物理有关的专业研究院所,从事物理学基础和应用研究.当时在国外的一大批中国物理学者,周培源、赵忠尧、钱三强、何泽慧、王大珩、胡宁、黄昆、朱光亚等相继归来,他们和留在国内的老一辈物理学家相结合,大大增强了中国物理学队伍的实力.五十年代后期,许多优秀的物理工作者,坚决服从国家需要,放弃自己熟悉的专业,投入到“两弹一星”的研制工作中去.他们和其他方面的专家、干部、工人及解放军指战员一起,在当时国家经济困难、技术基础薄弱和工作环境十分艰苦的条件下,依靠自主创新,用较少的投入和较短的时间,突破了原子弹、氢弹和人造地球卫星等尖端技术,取得了举世瞩目的成就.1999年9月18日中央决定表彰为研究“两弹一星”做出突出贡献的23名科技专家并授予“两弹一星功勋奖章”,其中物理学家有王淦昌、邓稼先、钱三强、郭永怀、于敏、王大珩、朱光亚、吴自良、陈能宽、周光召、钱学森、程开甲、彭桓武等13人.他们是中国优秀物理学工作者的代表,也是中国物理学工作者的楷模.我们要学习他们爱国奉献的精神和高贵品格!另一方面,从他们的贡献中我们既看到了物理学的发展对加强国防建设和提高综合国力竞争的重大意义,也看到了物理探索与需求牵引相结合对发展科学技术和国防安全的重要作用.例如,为了制造原子弹,我们从教科书上就知道,必须使裂变材料达到临界体积,发生链式反应才能爆炸.但用什么方式来达到?怎么来提高爆炸的威力?这些都是高度机密的问题,谁都不会让你知道.这里涉及裂变物理、中子物理、爆轰物理、高压物理、流体物理等一系列复杂的物理问题.我们只能在没有任何设计资料和关键数据的条件下,靠自己的智慧,通过物理分析,来进行物理设计和研制.那时候,在彭桓武先生的领导下,周光召等理论物理学家,为了确定设计中的一个疑点,就用理想条件下炸药爆炸的最大功从头进行计算,经过反复9次仔细计算最后终于实现并确认了总体设计.1964年10月16日中国原子弹爆炸成功了.这是自主创新取得的一次重大胜利!1960年,前苏联毁约撤走专家时,曾有专家断言中国人20年搞不出原子弹来,结果我们短短四年就成功了.爆炸成功后,美国人通过尘埃测试不得不承认中国采用了先进的内爆型设计技术.我们依靠自主创新在物理上解决了热核点火和自持燃烧的关键.在原子弹爆炸两年零两个月之后又成功地突破了氢弹的研制,创造了核武器发展的最快速度.我们之所以能这么快和好的掌握核武器,除了有党中央的英明决策之外,最重要的是有像邓稼先、郭永怀等一心献身祖国的科学家.改革开放以来,科教兴国的战略为物理学在中国的发展提供了新的机遇,注入了新的活力.首先是国家大幅度增加了对科技和教育的投入,包括建立国家自然科学基金资助自由探索,启动“863”计划、攀登计划和“973”计划,结合国家需求推动前沿物理研究.实施“科教兴国”的战略以来,年均科研投入的增长在22%以上.为了加强青年人才的培养,国家在发展高等教育规模的基础上,建立学位制度,强化了高层次人才的教育,还通过设立“国家杰出青年基金”、资助创新团队等其他举措,培育高素质科技创新人才.1993年来,物理学科上已有4500余人获得博士学位,150余人获国家杰出青年基金,资助总额1亿元,还有7个物理学的研究团队获“创新群体”资助.与此同时,国家还以较大的经费力度先后建造了一批物理学的重大科学工程（如正负电子对撞机,同步辐射装置、重离子加速器,用于核聚变研究的托卡马克装置等）和一批国家重点实验室.这些重大举措为加快中国物理学赶上世界先进水平的步伐奠定了坚实的基础.国家“科教兴国”战略的实施和中国物理学会各方面的努力,为中国物理学的大发展创造了极为有利的环境和条件,在物理学的各个领域都出现了空前良好的发展势头.在国际重要期刊上发表文章的数量迅速攀升.国家大型科学工程上做出了诸如t-轻子质量精密测定、新的放射性核素,包括超重核素的合成、利用同步辐射光分析确定SARS病毒的结构等一系列为我国在世界同行中占有一席之地的工作.物理的各个领域包括理论物理、激光物理、微结构物理、高温超导、晶体生长、X-光结构分析以及碳纳米管等,都有一批高水平的工作.如上海光机所徐至展等发展了基于OPCPA的太瓦激光装置,他们还用超短超强激光与大尺度原子和分子团簇作用产生了高能离子（如氮）.更加令人欣喜的是,近年来,我们有一批中青年科学家,在前沿领域,做出了不少在国际上有较大影响的工作.如在量子信息方面,中国科大潘建伟小组,创造了在13公里内自由通讯的纪录；中科院物理所薛其坤等在纳米超导体方面发现了量子尺寸效应导致的金属薄膜材料的奇异超导性质――超导转变温度随薄膜厚度的振荡现象等等.这些工作既体现了我们新一代物理工作者的活力,也展示了中国物理学进一步发展壮大的潜力.

“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了。当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的。

其实“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了,但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多。它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理。中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解,他们认为对自然规律的认识,对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要。

当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则；后来有人把这个观点概括为“天人合一”。从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的。

例如,孔子在《大学》中把人的教育过程描述为:一个人首先要尽力探求世界万物的道理,深入理解得到的各种知识,才会有崇高的理想和坚定的信念,才能修养好个人高尚的品德；每个人有了好的品德,才能处理好家族、社会与国家的关系,达到天下太平。

生活在公元前4世纪的屈原,在他著名的《天问》一诗中就曾一连向大自然提出了172个问题,表现了中国古代先贤追求真理的精神。

中国古代学者对物理现象和规律的重视和探究不仅深刻地影响着人们的价值观,促进了中国社会经济和科学文化的发展,还导致一系列的技术发明。

例如中国在很早的时期就建立了先进的天象综合观测技术,创建了一批珍贵的记录,包括用甲骨文记录的、世界最早的超新星爆发事件。通过长期的观测与实践,中国创造了与农业生产相结合的农历,促进了农业经济的发展,并延用至今。

中国古人在探索世界物质本原的过程中，发展了一门相对比较完整的学说 —— “元气”说。元气说认为：宇宙天地和世界万物都是由“气”构成的，“气”稀微无形，人眼察觉不到，但又充满宇宙太空；元气还处在不停的运动状态之中，它聚集生成万物，而万物又离散成为元气。由于元气的运动，由于元气中阴阳两种属性的矛盾冲突，从而构成了宇宙万物及其运动的多样性。 战国中期，曾有人提出过“精气”学说，认为自然界万物都由物质性的“精气”组成，“精气”充塞于天地之间，比“天”更基本。 战国末期，荀子继承改造了“精气”学说。在说明万物形成本原时吸收了前者，把“气”看成是构成万物的物质因素；但解释精神现象的特点时又扬弃了后者，认为首先有了形体，然后才产生精神，即“形具而神生”。荀子还认为“水火有气而无生，草木有气而无知，禽兽有知而无义；人有气有生亦且有义，故最为天下贵也”。从这段话中，可以看出，荀子认为自然万物都由统一的“气”组成，只是水火、植物、动物以及人类乃是气的发展的不同阶段而已，这里已有进化论的思想萌芽。荀子还认为自然界“天”的运行规律和人类社会的发展状况无关。人应该“制天命而用之”，即人有力量掌握自然规律去征服大自然，让大自然为人类服务。 汉代的王充在前人元气论的基础上进一步提出了一个比较完整而系统的“元气自然论”并应用这一学说对“天人感应说”等迷信进行了系统的批判。王充认为天地、万物都由元气构成，元气是自然界原始的物质基础。他指出“天地，含气之自然也。”，又指出“天地合气，万物自生。”意思是说：天地是包含元气的物质实体，万物乃是由天地所包含的物质性的元气产生的，天地元气生万物是“自然”“自生”的，在天地之外没有一个有意志的造物主。王充还认为人也是元气所凝结而成的，对各种自然现象，以及自然灾害王充也都用元气论来加以一一解释，涉及的范围及其广泛。 在王充之后，经过三国、两晋等朝代的发展，唐代的柳宗元和刘禹锡等人也都继承和”发展了“元气自然论”。到宋朝的张载乃至清初的王夫之，进一步发展了元气论，使其更加系统和完善。张载和王夫之相继提出了“太虚即气”的观点。认为“太虚”不能是没有物质的空间，而是充满着“气”这种极为细微的连续状态的物质。张载认为太虚是气散而未聚的本体状态，而万物则是气的不同的凝聚状态，气凝聚而成为有形的万物，万物散为气又复归于无形的太虚，它们是自然的必然性。王夫之继承和发展了张载的基本观点，指出“阴阳二气充满太虚，此外更无他物，亦无间隙。天之象，地之形皆其所范围也。意思是，宇宙间充满了物质性的气，在宇宙构成上没有其它可以与气相对立的物体存在。在张载和王夫之还提出了物质不灭和运动守恒及其互相转化的思想。张载认为气只有聚散，并无生灭。王夫之也认为世界是物质的，而物质是永恒运动着的。他指出“动静者，乃阴阳之动静也。”意思是说，世界是由元气组成的，而元气本性是运动的。之所以会运动是因为它们存在着阴阳两个对立面的相互依存又相互斗争。王夫之还认为自然界一切事物都是相互联系的，宇宙是各种事物互相联系的总体。他指出：“物物相依，所依者足依，无毫发疑似之或欺”。意思是说，每一个东西都与别的东西相互依存，它们所依存的东西是完全可以依存的，没有一点虚伪性。 尽管从今天的观点来看，元气论中存在着许多的不足，但其中也存在许多值得借鉴和发扬的思想，如何对这些思想进行批判性的吸收是古人留给今人的任务。

物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学，是除数学外最基本的一门学科。 物理运动是自然界最普遍的一种现象。 因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分，物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化，所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。 进行物理学研究，首先是观察各种客观物理现象；或是进行试验，通过变革研究对象以观察因而产生的运动和转化状况中，找出规律；再从许多表象性的规律中，揭示基本规律，建立较为系统的理论。 物理学研究除了要依靠好的科学方法外，还要取决于认知工具。工具越先进，研究效率越高，成果越显著。 物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法，它对其他学科的研究，乃至哲学发展，都有重要意义. 物理学发展史(从1638年至1962年) 公元1638年，意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版，书内载有斜面实验的详细描述。伽利略的动力学研究与1609～1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开普勒三定律，同为牛顿力学的基础。 公元1643年，意大利科学家托利拆利作大气压实验，发明水银气压计。 公元1646年，法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。 公元1654年，德国科学家格里开发明抽气泵，获得真空。 公元1662年，英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。十四年后，法国科学家马里奥特也独立的发现此定律。 公元1663年，格里开作马德堡半球实验。 公元1666年，英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。 公元1669年，巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。 公元1675年，牛顿作牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解释。 公元1752年，美国科学家富兰克林作风筝实验，引雷电到地面。 公元1767年，美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验，推得静电力的平方反比定律。 公元1780年，意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象，认为是动物电所致。不过直到1791年他才发表这方面的论文。 公元1785年，法国科学家库仑用他自己发明的扭秤，从实验得静电力的平方反比定律。在这以前，英国科学家米切尔已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。 公元1787年，法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。盖·吕萨克的研究发表于1802年。 公元1792年，伏打研究加伐尼现象，认为是两种金属接触所致。 公元1798年，英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。 公元1798年，美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验，这些实验事实是反对热质说的重要依据。 公元1799年，英国科学家戴维做真空中的摩擦实验，以证明热是物体微粒的振动所致。 公元1800年，英国科学家赫休尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。 公元1801年，德国科学家里特尔从太阳光谱的化学作用，发现紫外线。 公元1801年，英国科学家托马斯·杨用干涉法测光波波长。 公元1802年，英国科学家沃拉斯顿发现太阳光谱中有暗线。 公元1808年，法国科学家马吕斯发现光的偏振现象。 公元1811年，英国科学家布儒斯特发现偏振光的布儒斯特定律。 公元1815年，德国科学家夫琅和费开始用分光镜研究太阳光语中的暗线。 公元1819年，法国科学家杜隆与珀替发现克原子固体比热是一常数，约为6卡/度·克原子，称杜隆·珀替定律。 公元1820年，丹麦科学家奥斯特发现导线通电产生磁效应。 公元1820年，法国科学家毕奥和沙伐由实验归纳出电流元的磁场定律。 公元1820年，法国科学家安培由实验发现电流之间的相互作用力，1822年进一步研究电流之间的相互作用，提出安培作用力定律。 公元1821年，爱沙尼亚科学家塞贝克发现温差电效应(塞贝克效应)。 公元1827年，英国科学家布朗发现悬浮在液体中的细微颗粒作不断地杂乱无章运动，是分子运动论的有力证据。 公元1830年，诺比利发明温差电堆。 公元1831年，法拉第发现电磁感应现象。 公元1834年，法国科学家珀耳帖发现电流可以致冷的珀耳帖效应。 公元1835年，美国科学家亨利发现自感，1842年发现电振荡放电。 公元1840年，英国科学家焦耳从电流的热效应发现所产生的热量与电流的平方、电阻及时间成正比，称焦耳-楞茨定律(楞茨也独立地发现了这一定律)。其后，焦耳先后于1843，1845，1847，1849直至1878年测量热功当量，历经四十年，共进行四百多次实验。 公元1842年，法国科学家勒诺尔从实验测定实际气体的性质，发现与波义耳定律及盖·吕萨克定律有偏离。 公元1843年，法拉第从实验证明电荷守恒定律。 公元1845年，法拉第发现强磁场使光的偏振面旋转，称法拉第效应。 公元1849年，法国科学家斐索首次在地面上测光速。 公元1851年，法国科学家傅科做傅科摆实验，证明地球自转。 公元1852年，英国科学家焦耳与威廉·汤姆逊发现气体焦耳－汤姆逊效应(气体通过狭窄通道后突然膨胀引起温度变化)。 公元1858年，德国科学家普吕克尔在放电管中发现阴极射线。 公元1859年，德国科学家基尔霍夫开创光谱分析，其后通过光谱分析发现铯、铷等新元素，他还发现发射光谱和吸收光谱之间的联系，建立了辐射定律。 公元1866年，德国科学家昆特做昆特管实验，用以测量气体或固体中的声速。 公元1869年，德国科学家希托夫用磁场使阴极射线偏转。 公元1871年，英国科学家瓦尔莱发现阴极射线带负电。 公元1875年，英国科学家克尔发现在强电场的作用下，某些各向同性的透明介质会变为各向异性，从而使光产生双折射现象，称克尔电光效应。 公元1876年，德国科学家哥尔德茨坦开始大量研究阳极射线的实验，导致极坠射线的发现。 公元1879年，英国科学家克鲁克斯开始一系列实验，研究阴极射线。 公元1879年，奥地利科学家斯忒藩发现黑体辐射经验公式。 公元1879年，美国科学家霍尔发现电流通过金属时，在磁场作用下产生横向电动势的霍尔效应。 公元1880年，法国科学家居里兄弟发现晶体的压电效应。 公元1881年，美国科学家迈克耳逊首次做以太漂移实验，得到零结果。由此产生迈克耳逊干涉仪，灵敏度极高。 公元1885年，迈克耳逊与莫雷合作改进斐索流水中光速的测量。 公元1887年，迈克耳逊与莫雷再次做以太漂移实验，又得零结果。 公元1887年，德国科学家赫兹作电磁波实验，证实了英国科学家麦克斯韦的电磁场理论。同时，赫兹发现光电效应。 公元1890年，匈牙利科学家厄沃作实验证明惯性质量与引力质量相等。 公元1893年，德国科学家勒纳德研究阴极射线时，在射线管上装一薄铝窗，使阴极射线从管内穿出进入空气，射程约l厘米，人称勒纳德射线。 公元1895年，P．居里发现居里点和居里定律。 公元1895年，德国科学家伦琴发现x射线。 公元1896年，法国科学家贝克勒尔发现放射性。

三．力学成就 《考工记·轮人篇》在论述车轮制造时，以受力、运动和不同接触地面的影响等因素出发，在讲到轮子的形状与运动快慢之间的关系时说：“凡察车之道……不微至，无以为速也”。“微至”是指轮和地面的接触面积少。就是说，车轮与地面接触少，就容易转得快。那么，怎样才能达到“微至”呢？它接着指出：“欲其微至也，无所取之，取之圜（圆）。”即要尽量把轮子做成理想圆。这是在实践中对滚动物体的滚动速度与滚动物体的接触面积大小有关的经验总结，是符合近代摩擦理论的。在论述如何检验轮子各部分是否做得均匀时，它说：“楺辐必齐，平沈（沉）必均。”“水之以视（视）其平沈之均也。”这里水之，即浸入水中，如果“平沈”即浮沉相同，则轮子各部分必定是均匀的，就符合制作轮子的要求了。这是浮力原理在制造轮子中的应用。在论述到轮子大小对拉力（牛或马）的影响时，它说：轮太矮，马就老在上坡一样。从现在力学知识看，当轮太低时，辕与地面成一角度，马除了要克服运动阻力外，要承受部分重力，因此马总象上坡一样费劲。这是实践中对斜面受力的一种极好的分析。 《考工记》还分析了与弹道有关的技术。它在《矢人篇》中说：“水之以辩其阴阳，以设其比，夹其比以设其羽，参分其羽，以设其刃，则虽有疾风，亦弗之能惮矣。”这就是说，为了要使箭在飞行中保持稳定，采取了把箭上的羽毛按一定比例对称地安排，然后加上箭头，则在飞行中就不怕风的影响了。接着又说：“前弱则俛（俯），后弱则翔（仰），中弱则纡（纡絗旋转之意），中强则扬。”“羽丰则迟，羽杀则。”这说明了箭杆如果前轻后重，或前重后轻，都会影响飞行的高度；中间轻重配置不当，会影响飞行的稳定性；羽毛太多，则飞行速度慢。而羽毛太少，则箭容易落向旁侧，射不到目的物。 《考工记》最早作出了关于物体惯性的论述。在《辀人篇》中说：“劝登马力，马力既竭，辀尤能一取焉”。意思是说，马拉车的时候，马已停止用力了，但车还能前进一段路程，这里指出了物体的一种基本属性——惯性，这也是世界上对惯性现象的最早论述。 东汉王充在对物体的运动进行了仔细观察的基础上，在《论衡》中指出了人的视觉，在观察物体的运动快慢时会造成错觉的原因和如何量度物体运动的快慢。他在《论衡》中说：“天行已疾，人去高远，视之若迟。盖望远物者，动若不动，行若不行；何以验之？乘船江海之中，顺风而驱，近岸则行疾，远岸则行迟，船行一实也，或疾或迟，远近之视使之然也。”说明是由于观察者离运动物体远近不同，因而感到它的快慢也就不同了的道理。这也说明王充已知道了视角差对于观察物体运动快慢的影响。在关于运动的快慢上，又说“日昼行千里，夜行千里，麒麟昼日亦行千里，然则日行舒疾与麒麟之步相类似也。”意思是太阳和麒麟在日间运动的快慢相比是一样的，说明已有了现代物理学中“速率”概念之萌芽。 关于力和运动的关系，王充说：“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾，”“任重，其进取疾速，难矣。”又说“古之多力者，身能负荷千钧。乎能决角伸钩，使之自举。不能离地。”显然已不仅知道在外力的作用下，若外力大小一定，则物体越重，要它开始运动，或使之运动状态发生变化就越难。这显然是现在称之为牛顿第二运动定律的萌芽，而且还认识到内力不能改变物体运动状态这一事实。 漏水运转浑天仪和候风地动仪，是东汉张衡（公元78—139年）根据物理的力学原理先后制成的。它们分别在天象和地震观察上发挥了作用。漏水运转浑天仪是一台自动测示天象的仪器，它以一空心铜球表示天球，天球画有星座和黄道、赤道，紧附在天球外的有地平环和子午环等，天球可以支架在子午环上绕天轴转动。另外把计量时间的漏壶与浑象联系起来，即利用漏壶的等时性，以漏壶漏出的水为原动力，再通过浑象内部装置的齿轮等使传动和控制设备，以使浑象每日均匀地绕天轴旋一周从而达到自动地、近似正确地演示天象的目的。候风地动仪以精钢制成，形似酒尊，里面均匀排列八根“都柱”——上粗下细的立柱。由于都柱重心高，当地面一有震动，就极容易向震动方向倒下。尊外相应地设置八条口含小铜球的龙，每个龙头下面都有一只蟾蜍，昂首张口（见插页图5）。当某一都柱倒下时，就带动了连接的龙，使龙口张开，所含的铜球落下到其下面的蟾蜍口中。因此观察落下的铜球的方位，就可判断地震发生的方向。在运动的相对性概念方面，晋天文学家束皙（261～303年）说过：“乘船以涉水，水去而船不徙矣”（《隋书·天文志》）；晋葛洪（283～363年），号抱朴子，在其著作《抱朴子·内篇·塞难》中说：“游云西行，而谓月之东驰。”《晋书卷十一天文志》更将这一相对运动的思想用于解释天体运行：“天旁转如推磨而左行，日月右行，随天左转，故日月实东行，而天牵之以西没。譬之蚁行磨石之上，磨左旋而蚁右去，磨疾而蚁迟，故不得不随磨以左回焉。”有极大价值的是至少成书于东汉时代的《尚书纬·考灵曜》（著者不详，收入明代孙毅编纂的《古微书》卷一《尚书纬》），该书在提出“地有四游，冬至地上行北而西三万里，夏至地下行南而东三万里，春秋二分是其中矣”的同时，提出了著名论断：“地恒动而人不知，譬如闭舟而行，不觉舟之运也。”这种对运动相对性的观点，《考灵曜》比伽利略的《对话》至少早约1500年。此观点说明我国古代物理思想达到过的高度。